JP5424813B2 - Wireless communication system and wireless communication relay device - Google Patents
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本発明は、送信側の通信装置と受信側の通信装置の間において、複数の中継局が協調して信号転送を行う無線通信システムおよび中継局として動作する無線通信中継装置に関する。 The present invention relates to a radio communication system in which a plurality of relay stations perform signal transfer in cooperation between a transmission-side communication apparatus and a reception-side communication apparatus, and a radio communication relay apparatus that operates as a relay station.
複数の中継局を協調動作させることにより、中継伝送においてダイバーシチを得る協調ダイバーシチ技術が、近年盛んに検討されている。その中でも中継処理において時空間符号化(STBC:Space-Time Block Codes)を適用した技術は有効性の高い技術として知られている(下記特許文献1参照)。
In recent years, a cooperative diversity technique for obtaining diversity in relay transmission by operating a plurality of relay stations in cooperation has been actively studied. Among them, a technique that applies space-time block codes (STBC) in relay processing is known as a highly effective technique (see
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術は、通信を行う2つの装置(基地局と移動局)の間における1回の転送を想定したものであり、転送動作を多段にする場合には、信号を転送(中継)する各中継装置での逐次復調が必要となる。特にMIMO(Multiple-Input Multiple-Output)を適用する場合には、各中継処理において信号分離が必要となるため、アンテナ,増幅器が複数必要となり中継装置のコストが増大する。また、中継装置のこれらのハードウエア上の問題に加えて、MIMOを適用する場合には各装置間のチャネルは信号分離が可能であるチャネルであることが要求される。そのため、上記特許文献1に記載の技術をアドホックネットワークなどに適用する場合には、ネットワークに参加できない端末が増大する問題もある。
However, the technique described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、STBCを適用し、かつ多段転送を実施する場合であっても各中継装置における完全な復調処理(信号分離)を不要として、受信側の通信装置で一括して復調することが可能な転送を実現する無線通信システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and eliminates the need for complete demodulation processing (signal separation) in each relay apparatus even when STBC is applied and multistage transfer is performed. It is an object of the present invention to obtain a wireless communication system that realizes transfer that can be demodulated collectively by a communication device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第1の無線通信装置から送信された信号を複数の無線通信中継装置で中継して第2の無線通信装置へ伝送する無線通信システムであって、前記複数の無線通信中継装置の各々は、受信信号を中継する際、他の無線通信中継装置と連携し、前記第2の無線通信装置で空間ダイバーシチが得られるように受信信号を符号化することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem and achieve the object, the present invention relays a signal transmitted from a first wireless communication device by a plurality of wireless communication relay devices and transmits the signal to a second wireless communication device. In the communication system, each of the plurality of wireless communication relay devices receives a received signal so as to obtain space diversity in the second wireless communication device in cooperation with another wireless communication relay device when relaying a received signal. The signal is encoded.
本発明によれば、通信品質を向上できる。また、各無線通信中継装置では、信号を中継する際に信号を分離する処理が不要となるので、装置の増大化や処理の複雑化を防止できる、という効果を奏する。 According to the present invention, communication quality can be improved. In addition, each wireless communication relay device does not require processing for separating signals when relaying signals, so that an increase in the number of devices and complexity of processing can be prevented.
以下に、本発明にかかる無線通信システムおよび無線通信中継装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a wireless communication system and a wireless communication relay device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態1の構成例を示す図である。図示したように、本実施の形態の無線通信システムは、通信を行う2つの無線通信装置(以下、単に通信装置と呼ぶ)1−1および1−2と、これらの通信装置の間で信号を中継する複数の無線通信中継装置(以下、単に中継装置と呼ぶ)2−1〜2−4とで構成される。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a first embodiment of a wireless communication system according to the present invention. As shown in the figure, the wireless communication system of the present embodiment transmits signals between two wireless communication devices (hereinafter simply referred to as communication devices) 1-1 and 1-2 that perform communication, and these communication devices. A plurality of wireless communication relay devices (hereinafter simply referred to as relay devices) 2-1 to 2-4 for relaying.
本実施の形態では、通信装置1−1を送信側の通信装置,通信装置1−2を受信側の通信装置として説明を行う。また、通信装置1−1から送信された信号を中継装置2−1および2−2が受信して中継し、中継装置2−1および2−2で中継された信号を中継装置2−3および2−4が受信して中継を行い、中継装置2−3および2−4で中継された信号を通信装置1−2が受信する場合の動作について説明する。 In the present embodiment, the communication device 1-1 is described as a transmission-side communication device, and the communication device 1-2 is described as a reception-side communication device. The relay apparatuses 2-1 and 2-2 receive and relay the signal transmitted from the communication apparatus 1-1, and the signals relayed by the relay apparatuses 2-1 and 2-2 are relayed. The operation when 2-4 receives and relays, and the communication apparatus 1-2 receives signals relayed by the relay apparatuses 2-3 and 2-4 will be described.
図2は、図1に示した通信装置1−1および1−2に相当する通信装置1の構成例を示す図である。図示したように、通信装置1は、アンテナ11、受信部12および送信部13を備え、これらは信号線14で接続されている。通信装置1では、信号を受信する際には、アンテナ11より受信した信号を信号線14経由で受信部12へ伝送し、所定の受信処理を実施する。また、信号を送信する際には、送信部13で送信信号を生成し、信号線14経由でアンテナ11に伝送する。アンテナ11は、送信部13より受け取った送信信号を送信する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the
図3は、図1に示した中継装置2−1〜2−4に相当する中継装置2の構成例を示す図である。図示したように、中継装置2は、アンテナ21、受信部22、送信部23および符号化部24を備え、アンテナ21、受信部22および送信部23は信号線25で接続されている。また。受信部22と符号化部24は信号線26で接続され、送信部23と符号化部24は信号線27で接続されている。中継装置2では、受信信号を中継する場合、アンテナ21が受信した信号は信号線25経由で受信部22へ伝送され、所定の受信処理が実施される。そして、受信部22での受信処理で得られた信号は信号線26経由で符号化部24に伝送され、符号化が行われる。符号化された信号は信号線27経由で送信部23へ伝送され、送信部23は符号化部24から受け取った信号に対して所定の送信処理が実行して送信信号を生成する。生成された送信信号は信号線25経由でアンテナ21へ伝送され、アンテナ21から送信される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the
本実施の形態の無線通信システムにおける信号伝送動作を、図4を用いて説明する。図4は、実施の形態1の無線通信システムにおける信号伝送動作の一例を示すフローチャートであり、図1の通信装置1−1から通信装置1−2への信号伝送動作を示している。 A signal transmission operation in the radio communication system of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a signal transmission operation in the wireless communication system according to the first embodiment, and illustrates a signal transmission operation from the communication device 1-1 to the communication device 1-2 in FIG.
はじめに、通信装置1−1は、信号を生成し送信する(ステップS11)。具体的には、通信装置1−1内の送信部13にて信号を生成し、信号線14よりアンテナ11へ伝送し、アンテナ11より信号を送信する。ここでは、4シンボルを一組の信号ベクトルとして取り扱うものとし、送信部13で生成されるベースバンド信号を、s1 (1)=[s1,1 (1),s1,2 (1),s1,3 (1),s1,4 (1)]Tとする。なお、この信号ベクトルの各信号は、同一周波数帯域にて送信され、s1,p (1)T(p=1〜4)におけるインデックスpは時間方向に沿って与えられている。また、Tは転置を表す。
First, the communication device 1-1 generates and transmits a signal (step S11). Specifically, a signal is generated by the
1ホップ目で信号を受信するj番目(j=1,2)の中継装置(中継装置2−1,2−2)は、通信装置1−1から送信された信号をそれぞれ受信する(ステップS12)。なお、これ以降においては、各ホップで送信処理を実行する装置(通信装置,中継装置)のインデックスをi,受信処理を実行する装置(通信装置,中継装置)のインデックスをjとして説明を行う。 The j-th (j = 1, 2) relay devices (relay devices 2-1 and 2-2) that receive signals at the first hop receive the signals transmitted from the communication device 1-1 (step S12). ). In the following description, the index of a device (communication device, relay device) that performs transmission processing at each hop is i, and the index of a device (communication device, relay device) that performs reception processing is j.
1ホップ目の信号を受信する中継装置2−1および2−2での受信動作(ステップS12の動作)をより詳細に説明すると、これらの中継装置では、アンテナ21より信号を受信し、その信号は信号線25経由で受信部22へ伝送される。受信部22は、アンテナ21から受け取った信号に対して所定の受信処理を実行し、ベースバンド信号である受信信号ベクトルrj (1)=[rj,1 (1),rj,2 (1),rj,3 (1),rj,4 (1)]Tを得る。各受信信号rj,p (1)(p=1〜4)は、次式(1)のように与えられる。
The receiving operation (the operation of step S12) in the relay apparatuses 2-1 and 2-2 that receive the signal of the first hop will be described in more detail. In these relay apparatuses, the signal is received from the
ここで、hj1 (1)は、通信装置1−1からj番目(j=1,2)の中継装置までの伝送路のインパルス応答を表し、nj,p (1)は、j番目の中継装置で信号hj1 (1)s1,p (1)に加算される雑音である。得られた上記式(1)の信号は信号線26経由で、符号化部24へ伝送され、符号化部24では、本実施の形態の無線通信システムにおける特徴的な処理である符号化を実施する(ステップS13)。
Here, h j1 (1) represents the impulse response of the transmission line from the communication device 1-1 to the jth (j = 1, 2) relay device, and n j, p (1) represents the jth This noise is added to the signal h j1 (1) s 1, p (1) by the relay device. The obtained signal of the above formula (1) is transmitted to the
ステップS13で実行する符号化処理について詳しく説明する。 The encoding process executed in step S13 will be described in detail.
中継装置2−1の符号化部24では、受信部22から入力されるr1 (1)=[r1,1 (1),r1,2 (1),r1,3 (1),r1,4 (1)]Tに対して符号化を行い、次式(2)で示される送信信号ベクトルs1 (2)を得る。
In the
また、中継装置2−2の符号化部24では、受信部22から入力されるr2 (1)=[r2,1 (1),r2,2 (1),r2,3 (1),r2,4 (1)]Tに対して符号化を行い、次式(3)で示される送信信号ベクトルs2 (2)を得る。
Further, in the
ここで、*は複素共役を表す。中継装置2−1および2−2の符号化部24では、上記2つの入力信号ベクトル(r1 (1),r2 (1))に対して公知の時空間符号(STBC:Space-Time Block Codes)化が実施された場合と同等の信号ベクトルをそれぞれ生成する。すなわち、各中継装置のそれぞれの符号化部24が連携して時空間符号化を行う。なお、各符号化部24での符号化処理で乗算される係数(1/√2)は、中継装置が2台存在する(2台の中継装置で信号を中継する)ために、同時に(1ホップ目で)中継を行う各中継装置からの総送信電力の正規化を目的とするものである。
Here, * represents a complex conjugate. In the
中継装置2−1および2−2の符号化部24が符号化を実行して得られたそれぞれの送信信号si (2)=[si,1 (2),si,2 (2),si,3 (2),si,4 (2)]T(i=1,2)は、信号線27経由で送信部23へ伝送され、送信部23で送信処理が行われた後、信号線25およびアンテナ21を経由して送信される(ステップS14)。
Respective transmission signals s i (2) = [s i, 1 (2) , s i, 2 (2) obtained by encoding by the
上記ステップS14で送信された信号を受信する2ホップ目のj番目(j=1,2)の中継装置(中継装置2−3,2−4)は、1ホップ目の中継装置2−1,2−2から送信された信号をそれぞれ受信する(ステップS15)。 The j-th (j = 1, 2) relay device (relay device 2-3, 2-4) of the second hop that receives the signal transmitted in step S14 is the first-hop relay device 2-1, Each of the signals transmitted from 2-2 is received (step S15).
2ホップ目の信号を受信する中継装置2−3および2−4では、アンテナ21で受信した信号が信号線25経由で受信部22へ伝送され、受信部22は、受け取った信号に対して所定の受信処理を実行し、ベースバンド信号である受信信号ベクトルrj (2)=[rj,1 (2),rj,2 (2),rj,3 (2),rj,4 (2)]Tを得る。各受信信号rj,p (2)(p=1〜4)は、次式(4)のように与えられる。
In the relay apparatuses 2-3 and 2-4 that receive the signal of the second hop, the signal received by the
ここで、hji (2)は、1ホップ目で信号を転送するi番目(i=1,2)の中継装置(中継装置2−1,2−2)から、2ホップ目で信号を受信するj番目(j=1,2)の中継装置(中継装置2−3,2−4)までの伝送路のインパルス応答を表し、nj,p (2)は、j番目の中継装置で信号hj1 (2)s1,p (2)+hj2 (2)s2,p (2)に加算される雑音である。得られた上記式(4)の信号は信号線26経由で、符号化部24へ伝送され、符号化部24では、本実施の形態の無線通信システムにおける特徴的な処理である符号化を実施する(ステップS16)。
Here, h ji (2) receives the signal at the second hop from the i-th (i = 1,2) relay device (relay devices 2-1 and 2-2) that transfers the signal at the first hop. Represents the impulse response of the transmission line up to the j-th (j = 1, 2) relay device (relay devices 2-3, 2-4), and n j, p (2) is the signal at the j-th relay device. This is the noise added to h j1 (2) s 1, p (2) + h j2 (2) s 2, p (2) . The obtained signal of the above formula (4) is transmitted to the
ステップS16で実行する符号化処理について詳しく説明する。 The encoding process executed in step S16 will be described in detail.
中継装置2−3の符号化部24では、受信部22から入力されるr1 (2)=[r1,1 (2),r1,2 (2),r1,3 (2),r1,4 (2)]Tに対して符号化を行い、次式(5)で示される送信信号ベクトルs1 (3)を得る。
In the
また、中継装置2−4の符号化部24では、受信部22から入力されるr2 (2)=[r2,1 (2),r2,2 (2),r2,3 (2),r2,4 (2)]Tに対して符号化を行い、次式(6)で示される送信信号ベクトルs2 (3)を得る。
In the
ここで、中継装置2−3および2−4の符号化部24では、上記2つの入力信号ベクトル(r1 (2),r2 (2))に対して2シンボルを単位とする時空間符号化が実施された場合と同等の信号ベクトルをそれぞれ生成する。すなわち、各中継装置のそれぞれの符号化部24が連携して、2シンボルを単位とする時空間符号化を行う。このように、各ホップの中継装置内の符号化部24において、符号化の処理対象の範囲(他の中継装置と連携して時空間符号化を行うシンボルの単位)を変化させることが、本実施の形態の無線通信システムにおける特徴である。たとえば、上述したように、1ホップ目の中継処理(中継装置)においては通常の時空間符号化を行い、2ホップ目の中継処理においては2シンボルを単位とした時空間符号化を行う。なお、中継装置2−3および2−4の各符号化部24での符号化処理で乗算される係数(1/√2)は、1ホップ目の中継装置2−1および2−2と同様に、中継装置の台数(この例では2台)に応じた総送信電力の正規化を行うためのものである。
Here, in the
中継装置2−3および2−4の符号化部24が符号化を実行して得られたそれぞれの送信信号si (3)=[si,1 (3),si,2 (3),si,3 (3),si,4 (3)]T(i=1,2)は、信号線27経由で送信部23へ伝送され、送信部23で送信処理が行われた後、信号線25およびアンテナ21を経由して送信される(ステップS17)。
Respective transmission signals s i (3) = [s i, 1 (3) , s i, 2 (3) obtained by encoding by the
そして、受信側の通信装置である通信装置1−2が、上記ステップS17で送信された信号、すなわち2ホップ目の中継装置2−3,2−4からそれぞれ送信された信号を受信する(ステップS18)。 Then, the communication device 1-2 which is the communication device on the receiving side receives the signal transmitted in step S17, that is, the signal transmitted from each of the second-hop relay devices 2-3 and 2-4 (step S18).
このステップS18における通信装置1−2の動作をより詳細に説明すると、この通信装置1−2では、アンテナ11で受信した信号が信号線14経由で受信部12へ伝送される。受信部12は、アンテナ11から受け取った信号に対して所定の受信処理を実行し、ベースバンド信号である受信信号ベクトルr1 (3)=[r1,1 (3),r1,2 (3),r1,3 (3),r1,4 (3)]Tを得る。各受信信号r1,p (3)(p=1〜4)は、次式(7)のように与えられる。
The operation of the communication device 1-2 in step S18 will be described in more detail. In the communication device 1-2, a signal received by the
ここで、hji (3)は、2ホップ目で信号を転送するi番目(i=1,2)の中継装置(中継装置2−3,2−4)から、通信装置1−2までの伝送路のインパルス応答を表し、nj,p (3)は、通信装置1−2で信号hj1 (3)s1,p (3)+hj2 (3)s2,p (3)に加算される雑音である。 Here, h ji (3) is from the i-th (i = 1, 2) relay device (relay device 2-3, 2-4) that transfers the signal at the second hop to the communication device 1-2. This represents the impulse response of the transmission line, and n j, p (3) is added to the signal h j1 (3) s 1, p (3) + h j2 (3) s 2, p (3) by the communication device 1-2. Noise.
つづいて、本実施の形態の無線通信システムにおける特徴的な動作について説明する。中継装置2−1〜2−4が上述した符号化処理を含んだ信号中継処理を実行することによって、通信装置1−2が受信する受信信号ベクトルr1 (3)は次式(8)のように表すことができる。 Subsequently, characteristic operations in the wireless communication system of the present embodiment will be described. When the relay devices 2-1 to 2-4 perform the signal relay processing including the encoding processing described above, the received signal vector r 1 (3) received by the communication device 1-2 is expressed by the following equation (8). Can be expressed as:
このとき、式(8)の信号ブロックSは、公知の擬似直交時空間符号(QOSTBC:Quasi-Orthogonal Space-Time Block Coding)と等価の構造を有している。そのため、伝搬路の信号に対する減衰の影響を軽減する効果がある空間ダイバーシチを得られる。そして、受信信号ベクトルr1 (3)に対して、公知の最尤判定受信などの受信処理を行った場合には、ダーバーシチを得られていない場合と比較して、高信頼性の判定を実施することができる。これは、各中継装置(中継装置2−1〜2−4)の符号化部24が実施する符号化処理において、信号の符号化・並べ替えを行う単位(シンボル数)をホップ毎に変更しているために、各ホップで干渉抑圧効果を得られ、通信装置1−2では、信号間の干渉を抑圧して信号を受信できるためである。
At this time, the signal block S of the equation (8) has a structure equivalent to a known quasi-orthogonal space-time block coding (QOSTBC). Therefore, it is possible to obtain space diversity that has an effect of reducing the influence of attenuation on the signal of the propagation path. Then, when reception processing such as known maximum likelihood determination reception is performed on the received signal vector r 1 (3) , a higher reliability determination is performed compared to a case where diversity is not obtained. can do. This is because, in the encoding process performed by the
なお、上述した符号化方法とは異なる方法でも、擬似直交時空間符号の構造を有する信号ブロックを構成することが可能である。上記説明では、1ホップ目の中継装置2−1および2−2では、通常の時空間符号化処理を実施し、2ホップ目の中継装置2−3および2−4では2シンボルを1単位として時空間符号化処理を実施したが、これとは逆に、1ホップ目の中継装置2−1および2−2で2シンボルを1単位として時空間符号化処理を実施し、2ホップ目の中継装置2−3および2−4では通常の時空間符号化処理を実施するように構成してもよい。具体的には、1ホップ目の中継装置2−1および2−2の符号化部24では、次式(9)で表される符号化処理をそれぞれ行う。
Note that a signal block having a pseudo-orthogonal space-time code structure can be configured by a method different from the above-described encoding method. In the above description, normal space-time coding processing is performed in the first-hop relay devices 2-1 and 2-2, and two symbols are used as one unit in the second-hop relay devices 2-3 and 2-4. In spite of this, the space-time coding process was performed, but on the contrary, the 1-hop relay devices 2-1 and 2-2 performed the space-time coding process with 2 symbols as a unit, and the second-hop relay. The devices 2-3 and 2-4 may be configured to perform normal space-time coding processing. Specifically, the
また、2ホップ目の中継装置2−3および2−4の符号化部24では、次式(10)で表される符号化処理をそれぞれ行う。
In addition, the
すなわち、受信側の通信装置1−2が上記の式(8)で表される信号ベクトルを受信するように構成されるのであれば、各中継装置の符号化部24においては、信号の符号化・並べ替えを行う単位とホップ数の対応関係は、任意でよい。
That is, if the receiving-side communication device 1-2 is configured to receive the signal vector represented by the above equation (8), the
また、上記の式(8)とは異なる構造の擬似直交時空間符号を構成してもよい。たとえば、1ホップ目の中継装置2−1および2−2の符号化部24では、次式(11)で表される符号化処理をそれぞれ行う。
Moreover, you may comprise the quasi-orthogonal space-time code of the structure different from said Formula (8). For example, the
また、2ホップ目の中継装置2−3および2−4の符号化部24では、次式(12)で表される符号化処理をそれぞれ行う。
In addition, the
このような符号化を行った場合、通信装置1−2が受信する信号ベクトルは、次式(13)で表される。なお、gは式(8)で示したものと同一である。 When such encoding is performed, a signal vector received by the communication device 1-2 is expressed by the following equation (13). In addition, g is the same as what was shown by Formula (8).
このような符号化の構造であっても、空間ダイバーシチによる効果を得ることができる。また、符号化として、信号の実部と虚部を個別に符号化/入れ替えを行う、送信を行わないといった処理を行うことも可能である。 Even with such a coding structure, the effect of space diversity can be obtained. Further, as encoding, it is possible to perform processing such as encoding / replacement of a real part and an imaginary part of a signal individually and no transmission.
なお、本実施の形態では、インデックスpは時間方向に沿って与えられているが、周波数方向に与えて、周波数領域にて符号化処理を行い、受信側の通信装置にて受信される信号が、公知の擬似直交空間周波数符号(QOSFBC:Quasi-Orthogonal Space-Frequency Block Coding)と等価の構成となるようにしてもよい。また、たとえば、1回目の符号化は時間領域で行い、2回目の符号化は周波数領域で行う、というように、時間と周波数の両方の領域を活用して符号化を行ってもよい。 In this embodiment, the index p is given along the time direction. However, the index p is given in the frequency direction, the encoding process is performed in the frequency domain, and the signal received by the communication device on the receiving side is Alternatively, a configuration equivalent to a known quasi-orthogonal space-frequency block coding (QOSFBC) may be used. Further, for example, encoding may be performed using both time and frequency domains, such that the first encoding is performed in the time domain and the second encoding is performed in the frequency domain.
このように、本実施の形態の無線通信システムでは、複数の中継装置を連携させて2ホップの中継伝送を行う際に、擬似直交時空間符号などの符号化信号を生成する符号化処理を分割し、各ホップの中継装置が分割された符号化処理を行うこととした。また、各中継装置は、ホップ毎に符号化単位の異なる時空間符号化処理を行うこととした。これにより、空間ダイバーシチを得ることができ、通信品質を向上できる。また、各中継装置では信号を分離する処理が不要となるので、装置の増大化や処理の複雑化を防止できる。 As described above, in the wireless communication system according to the present embodiment, when two-hop relay transmission is performed in cooperation with a plurality of relay apparatuses, a coding process for generating a coded signal such as a pseudo orthogonal space-time code is divided. Thus, the encoding process is performed in which each hop relay apparatus is divided. In addition, each relay apparatus performs space-time encoding processing with different encoding units for each hop. Thereby, space diversity can be obtained and communication quality can be improved. Further, since each relay device does not need to separate signals, it is possible to prevent the number of devices from increasing and the processing complexity.
なお、本実施の形態では、ホップ数が2の場合の例について説明したが、後述する他の実施の形態で説明するように3ホップ以上の場合にも適用可能である。 In this embodiment, an example in which the number of hops is 2 has been described. However, the present embodiment can also be applied to a case in which there are 3 or more hops as described in other embodiments described later.
実施の形態2.
つづいて、実施の形態2の無線通信システムについて説明する。実施の形態1では、送信側の通信装置と受信側の通信装置との間で中継装置が2回にわたって信号を中継する構成の無線通信システムについて説明を行ったが、本実施の形態では、実施の形態1よりもホップ数の多い無線通信システムについて説明する。
Next, the radio communication system according to the second embodiment will be described. In
図5は、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態2の構成例を示す図である。図示したように、本実施の形態の通信システムは、通信を行う2つの1a−1および1a−2と、これらの通信装置の間で信号を中継する複数の中継装置2a−1〜2a−6とで構成される。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the second embodiment of the wireless communication system according to the present invention. As illustrated, the communication system according to the present embodiment includes two 1a-1 and 1a-2 that perform communication, and a plurality of
本実施の形態では、通信装置1a−1を送信側の通信装置,通信装置1a−2を受信側の通信装置として説明を行う。また、通信装置1a−1から送信された信号を中継装置2a−1および2a−2が受信して中継し、中継装置2a−1および2a−2で中継された信号を中継装置2a−3および2a−4が受信して中継を行い、中継装置2a−3および2a−4で中継された信号を中継装置2a−5および2a−6が受信して中継を行い、中継装置2a−5および2a−6で中継された信号を通信装置1a−2が受信する場合の動作、すなわち、中継回数(ホップ数)が3の無線通信システムについて説明する。
In the present embodiment, the
図6は、図5に示した通信装置1a−1および1a−2に相当する通信装置1aの構成例を示す図である。なお、実施の形態1で説明した通信装置1(図2参照)と同じ構成要素には同じ符号を付している。図示したように、本実施の形態の通信装置1aは、実施の形態1の通信装置1が備えていた受信部12および送信部13を、受信部12aおよび送信部13aに置き換えたものである。本実施の形態では、実施の形態1の通信装置1と異なる部分についてのみ説明を行う。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the
通信装置1aにおいて、受信部12aは、実施の形態1の通信装置1において受信部12が実行していた受信処理に加えて、信号を時間領域から周波数領域へ変換する処理をさらに実行する。時間領域から周波数領域への変換は、たとえば、離散フーリエ変換(DFT:Discrete Fourier Transform)を用いて行う。また、送信部13aは、通信装置1において送信部13が実行していた送信処理に加えて、信号を周波数領域から時間領域へ変換する処理をさらに実行する。周波数領域から時間領域へ変換は、たとえば、逆離散フーリエ変換(IDFT:Inverse Discrete Fourier Transform)を用いて行う。
In
図7は、図5に示した中継装置2a−1〜2a−6に相当する中継装置2aの構成例を示す図である。なお、実施の形態1で説明した中継装置2(図3参照)と同じ構成要素には同じ符号を付している。図示したように、本実施の形態の中継装置2aは、実施の形態1の中継装置2が備えていた受信部22、送信部23および符号化部24を、受信部22a、送信部23aおよび符号化部24aに置き換えたものである。本実施の形態では、実施の形態1の中継装置2と異なる部分についてのみ説明を行う。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the
中継装置2aにおいて、受信部22aは、実施の形態1の中継装置2において受信部22が実行していた受信処理に加えて、信号を時間領域から周波数領域へ変換する処理をさらに実行する。また、送信部23aは、中継装置2において送信部23が実行していた送信処理に加えて、信号を周波数領域から時間領域へ変換する処理をさらに実行する。また、符号化部24aは、中継装置2の符号化部24とは異なり、周波数領域で符号化処理を行う。
In
本実施の形態の無線通信システムにおいては、無線信号の中継回(ホップ数)、および中継装置2a−1〜2a−6における符号化処理を周波数領域で行う点が実施の形態1の無線通信システムと異なる。
In the radio communication system according to the present embodiment, the radio communication system according to the first embodiment is characterized in that radio signal relaying (the number of hops) and encoding processing in
本実施の形態の無線通信システムにおける信号伝送動作を、図8を用いて説明する。図8は、本実施の形態の無線通信システムにおける信号伝送動作の一例を示すフローチャートであり、図5の通信装置1a−1から通信装置1a−2への信号伝送動作を示している。なお、図8のステップS11a〜S18aの処理は、実施の形態1で説明したステップS11〜S18の各処理に対応するものであり、各中継装置における符号化処理を周波数領域で行うために必要な処理を追加したものである。ただし、本実施の形態の無線通信システムでは、8シンボルを一組の信号ベクトルとして取り扱うものとする。
A signal transmission operation in the wireless communication system of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a signal transmission operation in the wireless communication system according to the present embodiment, and illustrates a signal transmission operation from
はじめに、通信装置1a−1は、信号を生成し送信する(ステップS11a)。具体的には、送信部13aが周波数領域のベースバンド信号を生成し、さらに、時間領域の信号に変換して信号線14よりアンテナ11へ伝送し、アンテナ11より信号を送信する。ここでは、送信部13aがベースバンド信号としてs1 (1)=[s1,1 (1),s1,2 (1),s1,3 (1),s1,4 (1),s1,5 (1),s1,6 (1),s1,7 (1),s1,8 (1)]Tを生成するものとする。なお、この信号ベクトルの各信号は同一時間にて送信され、s1,p (1)T(p=1〜8)におけるインデックスpは周波数方向に沿って与えられている。
First, the
1ホップ目で信号を受信するj番目(j=1,2)の中継装置(中継装置2a−1,2a−2)は、通信装置1a−1から送信された信号をそれぞれ受信する(ステップS12a)。具体的には、中継装置2a−1および2a−2では、アンテナ21より信号を受信し、その信号は信号線25経由で受信部22aへ伝送される。受信部22aは、受け取った信号に対して所定の受信処理を実行し、ベースバンド信号である周波数領域の受信信号ベクトルrj (1)=[rj,1 (1),rj,2 (1),rj,3 (1),rj,4 (1),rj,5 (1),rj,6 (1),rj,7 (1),rj,8 (1)]Tを得る。各受信信号rj,p (1)(p=1〜8)は、次式(14)のように与えられる。
The j-th (j = 1, 2) relay device (
ここで、hj1 (1)は、通信装置1a−1からj番目(j=1,2)の中継装置までの伝送路のインパルス応答を表し、nj,p (1)は、j番目の中継装置で信号hj1 (1)s1,p (1)に加算される雑音である。得られた上記式(14)の信号は信号線26経由で、符号化部24aへ伝送され、符号化部24aでは符号化を実施する(ステップS13a)。
Here, h j1 (1) represents the impulse response of the transmission path from the
ステップS13aで実行する符号化処理について詳しく説明する。 The encoding process executed in step S13a will be described in detail.
中継装置2a−1の符号化部24aでは、受信部22aから入力されるr1 (1)=[r1,1 (1),r1,2 (1),r1,3 (1),r1,4 (1),r1,5 (1),r1,6 (1),r1,7 (1),r1,8 (1)]Tに対して符号化を行い、次式(15)で示される送信信号ベクトルs1 (2)を得る。
In the
また、中継装置2a−2の符号化部24aでは、受信部22aから入力されるr2 (1)=[r2,1 (1),r2,2 (1),r2,3 (1),r2,4 (1),r2,5 (1),r2,6 (1),r2,7 (1),r2,8 (1)]Tに対して符号化を行い、次式(16)で示される送信信号ベクトルs2 (2)を得る。
Further, in the
ここで、中継装置2a−1および2a−2の符号化部24aでは、上記2つの入力信号ベクトル(r1 (1),r2 (1))に対して時空間符号化が実施された場合と同等の信号ベクトルをそれぞれ生成する。すなわち、各中継装置のそれぞれの符号化部24aが連携して時空間符号化を行う。なお、各符号化部24aでの符号化処理で乗算される係数(1/√2)は、実施の形態1で説明した符号化部24における符号化処理と同様に、同時に(1ホップ目で)中継を行う各中継装置からの総送信電力の正規化を目的とするものである。
Here, in the
中継装置2a−1および2a−2の符号化部24aが符号化を実行して得られたそれぞれの送信信号si (2)=[si,1 (2),si,2 (2),si,3 (2),si,4 (2),si,5 (2),si,6 (2),si,7 (2),si,8 (2)]T(i=1,2)は、信号線27経由で送信部23aへ伝送され、送信部23aで送信処理が行われて時間領域の信号に変換された後、信号線25およびアンテナ21を経由して送信される(ステップS14a)。
Respective transmission signals s i (2) = [s i, 1 (2) , s i, 2 (2) obtained by the
上記ステップS14aで送信された信号を受信する2ホップ目のj番目(j=1,2)の中継装置(中継装置2a−3,2a−4)は、1ホップ目の中継装置2a−1,2a−2から送信された信号をそれぞれ受信する(ステップS15a)。具体的には、中継装置2a−3および2a−4では、アンテナ21より信号を受信し、その信号は信号線25経由で受信部22aへ伝送される。受信部22aは、受け取った信号に対して所定の受信処理を実行し、ベースバンド信号である周波数領域の受信信号ベクトルrj (2)=[rj,1 (2),rj,2 (2),rj,3 (2),rj,4 (2),rj,5 (2),rj,6 (2),rj,7 (2),rj,8 (2)]Tを得る。各受信信号rj,p (2)(p=1〜8)は、次式(17)のように与えられる。
The second-hop j-th (j = 1, 2) relay device (
ここで、hji (2)は、1ホップ目で信号を転送するi番目(i=1,2)の中継装置(中継装置2a−1,2a−2)から、2ホップ目で信号を受信するj番目(j=1,2)の中継装置(中継装置2a−3,2a−4)までの伝送路のインパルス応答を表し、nj,p (2)は、j番目の中継装置で信号hj1 (2)s1,p (2)+hj2 (2)s2,p (2)に加算される雑音である。得られた上記式(17)の信号は信号線26経由で、符号化部24aへ伝送され、符号化部24aでは符号化を実施する(ステップS16a)。
Here, h ji (2) receives the signal at the second hop from the i-th (i = 1, 2) relay device (
ステップS16aで実行する符号化処理について詳しく説明する。 The encoding process executed in step S16a will be described in detail.
中継装置2a−3の符号化部24aでは、受信部22aから入力されるr1 (2)=[r1,1 (2),r1,2 (2),r1,3 (2),r1,4 (2),r1,5 (2),r1,6 (2),r1,7 (2),r1,8 (2)]Tに対して符号化を行い、次式(18)で示される送信信号ベクトルs1 (3)を得る。
In the
また、中継装置2a−4の符号化部24aでは、受信部22aから入力されるr2 (2)=[r2,1 (2),r2,2 (2),r2,3 (2),r2,4 (2),r2,5 (2),r2,6 (2),r2,7 (2),r2,8 (2)]Tに対して符号化を行い、次式(19)で示される送信信号ベクトルs2 (3)を得る。
Further, in the
ここで、中継装置2a−3および2a−4の符号化部24aでは、上記2つの入力信号ベクトル(r1 (2),r2 (2))に対して2シンボルを単位とする時空間符号化が実施された場合と同等の信号ベクトルをそれぞれ生成する。このように、本実施の形態においても実施の形態1と同様に、1ホップ目と2ホップ目の中継装置では、時空間符号化の処理対象の範囲(時空間符号化を行うシンボルの単位)を変化させる。なお、中継装置2a−3および2a−4の各符号化部24aでの符号化処理で乗算される係数(1/√2)は、1ホップ目の中継装置2a−1および2a−2と同様に、中継装置の台数(この例では2台)に応じた総送信電力の正規化を行うためのものである。
Here, in the
中継装置2a−3および2a−4の符号化部24aが符号化を実行して得られたそれぞれの送信信号si (3)=[si,1 (3),si,2 (3),si,3 (3),si,4 (3),si,5 (3),si,6 (3),si,7 (3),si,8 (3)]T(i=1,2)は、信号線27経由で送信部23aへ伝送され、送信部23aで送信処理が行われて時間領域の信号に変換された後、信号線25およびアンテナ21を経由して送信される(ステップS17a)。
Respective transmission signals s i (3) = [s i, 1 (3) , s i, 2 (3) obtained by the
次に、上記ステップS17aで送信された信号を受信する3ホップ目のj番目(j=1,2)の中継装置(中継装置2a−5,2a−6)は、2ホップ目の中継装置2a−3,2a−4から送信された信号をそれぞれ受信する(ステップS21)。具体的には、中継装置2a−5および2a−6では、アンテナ21より信号を受信し、その信号は信号線25経由で受信部22aへ伝送される。受信部22aは、受け取った信号に対して所定の受信処理を実行し、ベースバンド信号である周波数領域の受信信号ベクトルrj (3)=[rj,1 (3),rj,2 (3),rj,3 (3),rj,4 (3),rj,5 (3),rj,6 (3),rj,7 (3),rj,8 (3)]Tを得る。各受信信号rj,p (3)(p=1〜8)は、次式(20)のように与えられる。
Next, the j-th (j = 1, 2) relay device (
ここで、hji (3)は、2ホップ目で信号を転送するi番目(i=1,2)の中継装置(中継装置2a−3,2a−4)から、3ホップ目で信号を受信するj番目(j=1,2)の中継装置(中継装置2a−5,2a−6)までの伝送路のインパルス応答を表し、nj,p (3)は、j番目の中継装置で信号hj1 (3)s1,p (3)+hj2 (3)s2,p (3)に加算される雑音である。得られた上記式(20)の信号は信号線26経由で、符号化部24aへ伝送され、符号化部24aでは符号化を実施する(ステップS22)。
Here, h ji (3) receives the signal at the third hop from the i-th (i = 1, 2) relay device (
ステップS22で実行する符号化処理について詳しく説明する。 The encoding process executed in step S22 will be described in detail.
中継装置2a−5の符号化部24aでは、受信部22aから入力されるr1 (3)=[r1,1 (3),r1,2 (3),r1,3 (3),r1,4 (3),r1,5 (3),r1,6 (3),r1,7 (3),r1,8 (3)]Tに対して符号化を行い、次式(21)で示される送信信号ベクトルs1 (4)を得る。
In the
また、中継装置2a−6の符号化部24aでは、受信部22aから入力されるr2 (3)=[r2,1 (3),r2,2 (3),r2,3 (3),r2,4 (3),r2,5 (3),r2,6 (3),r2,7 (3),r2,8 (3)]Tに対して符号化を行い、次式(22)で示される送信信号ベクトルs2 (4)を得る。
Further, in the
ここで、中継装置2a−5および2a−6の符号化部24では、上記2つの入力信号ベクトル(r1 (3),r2 (3))に対して4シンボルを単位とする時空間符号化が実施された場合と同等の信号ベクトルをそれぞれ生成する。このように、本実施の形態においても実施の形態1と同様に、各ホップの中継装置では、時空間符号化の処理対象の範囲(時空間符号化を行うシンボルの単位)を変化させる。たとえば、上述したように、1ホップ目の中継処理(中継装置)においては通常の時空間符号化を行い、また2ホップ目の中継処理においては2シンボルを単位として時空間符号化を行い、3ホップ目の中継処理においては4シンボルを単位として時空間符号化を行う。なお、中継装置2a−5および2a−6の各符号化部24aでの符号化処理で乗算される係数(1/√2)は、1,2ホップ目の中継装置と同様に、中継装置の台数(この例では2台)に応じた総送信電力の正規化を行うためのものである。
Here, in the
中継装置2a−5および2a−6の符号化部24aが符号化を実行して得られたそれぞれの送信信号si (4)=[si,1 (4),si,2 (4),si,3 (4),si,4 (4),si,5 (4),si,6 (4),si,7 (4),si,8 (4)]T(i=1,2)は、信号線27経由で送信部23aへ伝送され、送信部23aで送信処理が行われて時間領域の信号に変換された後、信号線25およびアンテナ21を経由して送信される(ステップS23)。
Respective transmission signals s i (4) = [s i, 1 (4) , s i, 2 (4) obtained by the
そして、受信側の通信装置である通信装置1a−2が、上記ステップS23で送信された信号、すなわち3ホップ目の中継装置2a−5,2a−6からそれぞれ送信された信号を受信する(ステップS18a)。
Then, the
このステップS18aにおける通信装置1a−2の動作をより詳細に説明すると、この通信装置1a−2では、アンテナ11で受信した信号が信号線14経由で受信部12aへ伝送される。受信部12aは、受け取った信号に対して所定の受信処理を実行し、周波数領域のベースバンド信号である受信信号ベクトルr1 (4)=[r1,1 (4),r1,2 (4),r1,3 (4),r1,4 (4),r1,5 (4),r1,6 (4),r1,7 (4),r1,8 (4)]Tを得る。各受信信号r1,p (4)(p=1〜8)は、次式(23)のように与えられる。
The operation of the
ここで、hji (4)は、3ホップ目で信号を転送するi番目(i=1,2)の中継装置(中継装置2a−5,2a−6)から、通信装置1a−2までの伝送路のインパルス応答を表し、nj,p (4)は、通信装置1a−2で信号hj1 (4)s1,p (4)+hj2 (4)s2,p (4)に加算される雑音である。
Here, h ji (4) is from the i-th (i = 1, 2) relay device (
つづいて、本実施の形態の無線通信システムにおける特徴的な動作について説明する。中継装置2a−1〜2a−6が上述した符号化処理を含んだ信号中継処理を実行することによって、通信装置1a−2が受信する周波数領域の受信信号ベクトルr1 (4)は次式(24)のように表すことができる。
Subsequently, characteristic operations in the wireless communication system of the present embodiment will be described. When the
このとき、式(24)の信号ブロックSは、実施の形態1で示した無線通信システムの受信側の通信装置1−2が受信する受信信号ベクトル(式(8)参照)の信号ブロックSと同様に、擬似直交時空間符号と等価の構造を有している。そのため、伝搬路の信号に対する減衰の影響を軽減する効果がある空間ダイバーシチを得られる。そして、受信信号ベクトルr1 (4)に対して最尤判定受信などの受信処理を行った場合には、ダーバーシチを得られていない場合と比較して、高信頼性の判定を実施することができる。
At this time, the signal block S of Expression (24) is the same as the signal block S of the received signal vector (see Expression (8)) received by the communication device 1-2 on the reception side of the wireless communication system shown in
このように、本実施の形態の無線通信システムでは、実施の形態1の無線通信システムに対して、ホップ数を増加させ、それに伴い3ホップ目の中継装置2a−5および2a−6内では符号化処理を行う単位を増大させて空間ダイバーシチ効果的に得ることとした。なお、本実施の形態では3ホップとしたが、4ホップ以上となるマルチホップ伝送を行う際にも、実施の形態1から本実施の形態へ拡張したのと同様に、中継装置における符号化処理の実行単位を変更することで、効果的に空間ダイバーシチを獲得することが可能である。
As described above, in the wireless communication system of the present embodiment, the number of hops is increased as compared with the wireless communication system of the first embodiment, and accordingly, in the
また、本実施の形態では符号化処理を周波数領域で行う場合について説明したが、実施の形態1と同様に、時間領域で符号化処理を行うようにしてもよい。いずれの場合においても上記の効果(空間ダイバーシチ効果)を得ることができる。また、ホップ毎に符号化を時間領域,周波数領域と異なった領域で行ってもよい。 Further, although the case has been described with the present embodiment where the encoding process is performed in the frequency domain, the encoding process may be performed in the time domain as in the first embodiment. In any case, the above effect (space diversity effect) can be obtained. Further, encoding may be performed for each hop in a region different from the time region and the frequency region.
実施の形態3.
図9は、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態3の構成例を示す図である。図示したように、本実施の形態の無線通信システムは、送信側の通信装置1−1および1−2と、受信側の通信装置1bと、これらの通信装置の間で信号を中継する複数の中継装置2−1〜2−6とで構成される。本実施の形態では、送信側の通信装置が複数存在し、かつ受信側の通信装置が複数のアンテナを備えた構成の無線通信システムについて説明する。具体的には、通信装置1−1および1−2を送信側の通信装置,通信装置1bを受信側の通信装置とし、また、通信装置1−1および1−2から送信された信号を中継装置2−1〜2−4が受信して中継し、さらに、中継装置2−1〜2−4で中継された信号を中継装置2−5および2−6が受信して中継を行い、中継装置2−5および2−6で中継された信号を通信装置1bが受信する場合の動作について説明する。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a third embodiment of the wireless communication system according to the present invention. As illustrated, the wireless communication system according to the present embodiment includes a plurality of communication devices 1-1 and 1-2 on the transmission side, a
送信側の通信装置1−1,1−2の内部構成、および各構成要素の基本動作は実施の形態1で説明した通信装置1と同様である(図2など参照)。また、中継装置2−1〜2−6の内部構成、および各構成要素の基本動作は実施の形態1で説明した中継装置2と同様である(図3など参照)。すなわち、本実施の形態の無線通信システムでは、各中継装置は符号化処理を時間領域で行う。なお、実施の形態2と同様に、符号化処理を周波数領域で実行するようにしてもよい。
The internal configuration of the communication devices 1-1 and 1-2 on the transmission side and the basic operation of each component are the same as those of the
図10は、図9に示した無線通信システムの受信側の通信装置1bの構成例を示す図である。図示したように、通信装置1bは、2本のアンテナ11−1および11−2と、受信部12bと、送信部13bとを備えている。信号線14−1は、アンテナ11−1、受信部12bおよび送信部13bに接続され、信号線14−2は、アンテナ11−2、受信部12bおよび送信部13bに接続されている。この通信装置1bでは、信号を受信する際には、アンテナ11−1より受信した信号を信号線14−1経由で、またアンテナ11−2より受信した信号を信号線14−2経由で受信部12bへ伝送し、所定の受信処理を実施する。また、信号を送信する際には、送信部13bで送信信号を生成し、信号線14−1経由でアンテナ11−1に、また信号線14−2経由でアンテナ11−2に、伝送する。アンテナ11−1および11−2は、送信部13bより受け取った信号を送信する。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the
本実施の形態の無線通信システムにおける信号伝送動作を、図11を用いて説明する。図11は、本実施の形態の無線通信システムにおける信号伝送動作の一例を示すフローチャートであり、図9の通信装置1−1および1−2から通信装置1bへの信号伝送動作を示している。なお、図11のステップS11b〜S18bの処理は、実施の形態1で説明したステップS11〜S18の各処理に対応するものである。ただし、本実施の形態の無線通信システムでは、8シンボルを一組の信号ベクトルとして取り扱うものとする。
A signal transmission operation in the wireless communication system of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a signal transmission operation in the wireless communication system according to the present embodiment, and illustrates a signal transmission operation from the communication devices 1-1 and 1-2 in FIG. 9 to the
はじめに、通信装置1−1および1−2は、信号を生成し送信する(ステップS11b)。具体的には、通信装置1−1および1−2において、送信部13が信号を生成し、信号線14よりアンテナ11へ伝送し、アンテナ11より信号を送信する。ここでは、通信装置1−1の送信部13がベースバンド信号としてs1 (1)=[s1,1 (1),s1,2 (1),s1,3 (1),s1,4 (1),s1,5 (1),s1,6 (1),s1,7 (1),s1,8 (1)]Tを生成し、通信装置1−2の送信部13がベースバンド信号としてs2 (1)=[s2,1 (1),s2,2 (1),s2,3 (1),s2,4 (1),s2,5 (1),s2,6 (1),s2,7 (1),s2,8 (1)]Tを生成するものとする。
First, the communication devices 1-1 and 1-2 generate and transmit a signal (step S11b). Specifically, in the communication apparatuses 1-1 and 1-2, the
1ホップ目で信号を受信するj番目(j=1〜4)の中継装置(中継装置2−1〜2−4)は、通信装置1−1および1−2から送信された信号をそれぞれ受信する(ステップS12b)。具体的には、中継装置2−1〜2−4では、アンテナ21より信号を受信し、その信号は信号線25経由で受信部22へ伝送される。受信部22は、受け取った信号に対して所定の受信処理を実行し、ベースバンド信号である受信信号ベクトルrj (1)=[rj,1 (1),rj,2 (1),rj,3 (1),rj,4 (1),rj,5 (1),rj,6 (1),rj,7 (1),rj,8 (1)]Tを得る。各受信信号rj,p (1)(p=1〜8)は、次式(25)のように与えられる。
The j-th (j = 1 to 4) relay devices (relay devices 2-1 to 2-4) that receive signals at the first hop receive the signals transmitted from the communication devices 1-1 and 1-2, respectively. (Step S12b). Specifically, the relay devices 2-1 to 2-4 receive a signal from the
ここで、hji (1)は、i番目(i=1,2)の通信装置(通信装置1−1,1−2)からj番目(j=1〜4)の中継装置(中継装置2−1〜2−4)までの伝送路のインパルス応答を表す。また、nj,p (1)は、j番目の中継装置で信号hj1 (1)s1,p (1)+hj2 (1)s2,p (1)に加算される雑音である。得られた上記式(25)の信号は信号線26経由で、符号化部24へ伝送され、符号化部24では符号化を実施する(ステップS13b)。
Here, h ji (1) is the j-th (j = 1 to 4) relay device (relay device 2) from the i-th (i = 1, 2) communication device (communication devices 1-1, 1-2). -1 to 2-4) represent impulse responses of transmission lines. N j, p (1) is noise added to the signal h j1 (1) s 1, p (1) + h j2 (1) s 2, p (1) in the j-th repeater. The obtained signal of the above formula (25) is transmitted to the
ステップS13bで実行する符号化処理について詳しく説明する。 The encoding process executed in step S13b will be described in detail.
中継装置2−1の符号化部24では、受信部22から入力されるr1 (1)=[r1,1 (1),r1,2 (1),r1,3 (1),r1,4 (1),r1,5 (1),r1,6 (1),r1,7 (1),r1,8 (1)]Tに対して符号化を行い、次式(26)で示される送信信号ベクトルs1 (2)を得る。
In the
また、中継装置2−2の符号化部24では、受信部22から入力されるr2 (1)=[r2,1 (1),r2,2 (1),r2,3 (1),r2,4 (1),r2,5 (1),r2,6 (1),r2,7 (1),r2,8 (1)]Tに対して符号化を行い、次式(27)で示される送信信号ベクトルs2 (2)を得る。
Further, in the
また、中継装置2−3の符号化部24では、受信部22から入力されるr3 (1)=[r3,1 (1),r3,2 (1),r3,3 (1),r3,4 (1),r3,5 (1),r3,6 (1),r3,7 (1),r3,8 (1)]Tに対して符号化を行い、次式(28)で示される送信信号ベクトルs3 (2)を得る。
Further, in the
また、中継装置2−4の符号化部24では、受信部22から入力されるr4 (1)=[r4,1 (1),r4,2 (1),r4,3 (1),r4,4 (1),r4,5 (1),r4,6 (1),r4,7 (1),r4,8 (1)]Tに対して符号化を行い、次式(29)で示される送信信号ベクトルs4 (2)を得る。
In the
ここで、中継装置2−1〜2−4の符号化部24では、上記4つの入力信号ベクトル(r1 (1),r2 (1),r3 (1),r4 (1))に対して擬似直交時空間符号化が実施された場合と同等の信号ベクトルをそれぞれ生成する。すなわち、各中継装置のそれぞれの符号化部24が連携して擬似直交時空間符号化を行う。なお、各符号化部24での符号化処理で乗算される係数(1/2)は、先の実施の形態で説明した符号化部24や符号化部24aにおける符号化処理と同様に、同時に(1ホップ目で)中継を行う各中継装置からの総送信電力の正規化を目的とするものである。本実施の形態の1ホップ目では中継装置が4台であるため、先の実施の形態(中継装置の台数が2の場合)とは異なる値の係数を乗算している。
Here, in the
中継装置2−1〜2−4の符号化部24が符号化を実行して得られたそれぞれの送信信号si (2)=[si,1 (2),si,2 (2),si,3 (2),si,4 (2),si,5 (2),si,6 (2),si,7 (2),si,8 (2)]T(i=1〜4)は、信号線27経由で送信部23へ伝送され、送信部23で送信処理が行われた後、信号線25およびアンテナ21を経由して送信される(ステップS14b)。
Respective transmission signals s i (2) = [s i, 1 (2) , s i, 2 (2) obtained by the
上記ステップS14bで送信された信号を受信する2ホップ目のj番目(j=1,2)の中継装置(中継装置2−5,2−6)は、1ホップ目の中継装置2−1〜2−4から送信された信号をそれぞれ受信する(ステップS15b)。具体的には、中継装置2−5および2−6では、アンテナ21より信号を受信し、その信号は信号線25経由で受信部22へ伝送される。受信部22は、受け取った信号に対して所定の受信処理を実行し、ベースバンド信号である受信信号ベクトルrj (2)=[rj,1 (2),rj,2 (2),rj,3 (2),rj,4 (2),rj,5 (2),rj,6 (2),rj,7 (2),rj,8 (2)]Tを得る。各受信信号rj,p (2)(p=1〜8)は、次式(30)のように与えられる。
The second-hop j-th (j = 1, 2) relay device (relay devices 2-5, 2-6) that receives the signal transmitted in step S14b is the first-hop relay device 2-1. Each of the signals transmitted from 2-4 is received (step S15b). Specifically, the relay devices 2-5 and 2-6 receive a signal from the
ここで、hji (2)は、1ホップ目で信号を転送するi番目(i=1〜4)の中継装置(中継装置2−1〜2−4)から、2ホップ目で信号を受信するj番目(j=1,2)の中継装置(中継装置2−5,2−6)までの伝送路のインパルス応答を表し、nj,p (2)は、j番目の中継装置で信号hj1 (2)s1,p (2)+hj2 (2)s2,p (2)+hj3 (2)s3,p (2)+hj4 (2)s4,p (2)に加算される雑音である。得られた上記式(30)の信号は信号線26経由で、符号化部24へ伝送され、符号化部24では符号化を実施する(ステップS16b)。
Here, h ji (2) receives the signal at the second hop from the i-th (i = 1 to 4) relay device (relay devices 2-1 to 2-4) that transfers the signal at the first hop. Represents the impulse response of the transmission path to the jth (j = 1, 2) relay device (relay devices 2-5, 2-6), and n j, p (2) is a signal at the jth relay device. h j1 (2) s 1, p (2) + h j2 (2) s 2, p (2) + h j3 (2) s 3, p (2) + h j4 (2) s 4, p (2) Noise. The obtained signal of the above equation (30) is transmitted to the
ステップS16bで実行する符号化処理について詳しく説明する。 The encoding process executed in step S16b will be described in detail.
中継装置2−5の符号化部24では、受信部22から入力されるr1 (2)=[r1,1 (2),r1,2 (2),r1,3 (2),r1,4 (2),r1,5 (2),r1,6 (2),r1,7 (2),r1,8 (2)]Tに対して符号化を行い、次式(31)で示される送信信号ベクトルs1 (3)を得る。
In the
また、中継装置2−6の符号化部24では、受信部22から入力されるr2 (2)=[r2,1 (2),r2,2 (2),r2,3 (2),r2,4 (2),r2,5 (2),r2,6 (2),r2,7 (2),r2,8 (2)]Tに対して符号化を行い、次式(32)で示される送信信号ベクトルs2 (3)を得る。
In the
ここで、中継装置2−5および2−6の符号化部24では、上記2つの入力信号ベクトル(r1 (2),r2 (2))に対して4シンボルを単位とする時空間符号化が実施された場合と同等の信号ベクトルをそれぞれ生成する。このように、本実施の形態においても実施の形態1や2と同様に、各ホップの中継装置では、時空間符号化の処理対象の範囲(時空間符号化を行うシンボルの単位)を変化させる。なお、中継装置2−5および2−6の各符号化部24での符号化処理で乗算される係数(1/√2)は、先の実施の形態で説明した符号化部24や符号化部24aにおける符号化処理と同様に、同時に(2ホップ目で)中継を行う各中継装置からの総送信電力の正規化を目的とするものである。
Here, in the
中継装置2−5および2−6の符号化部24が符号化を実行して得られたそれぞれの送信信号si (3)=[si,1 (3),si,2 (3),si,3 (3),si,4 (3)]T(i=1,2)は、信号線27経由で送信部23へ伝送され、送信部23で送信処理が行われた後、信号線25およびアンテナ21を経由して送信される(ステップS17b)。
Respective transmission signals s i (3) = [s i, 1 (3) , s i, 2 (3) obtained by the
そして、受信側の通信装置である通信装置1bが、上記ステップS17bで送信された信号、すなわち2ホップ目の中継装置2−5,2−6からそれぞれ送信された信号を受信する(ステップS18b)。
And the
このステップS18bにおける通信装置1bの動作をより詳細に説明すると、この通信装置1bでは、アンテナ11−1で受信した信号が信号線14−1経由で受信部12bへ伝送され、また、アンテナ11−2で受信した信号が信号線14−2経由で受信部12bへ伝送される。受信部12は、受け取った各信号に対して所定の受信処理を実行し、ベースバンド信号である受信信号ベクトルrj (3)=[rj,1 (3),rj,2 (3),rj,3 (3),rj,4 (3),rj,5 (3),rj,6 (3),rj,7 (3),rj,8 (3)]T(j=1,2)を得る。各受信信号rj,p (4)(p=1〜8)は、次式(33)のように与えられる。
The operation of the
ここで、hji (3)は、2ホップ目で信号を転送するi番目(i=1,2)の中継装置(中継装置2−5,2−6)から、通信装置1bのj番目(j=1,2)のアンテナ(アンテナ11−1,11−2)までの伝送路のインパルス応答を表し、nj,p (3)は、通信装置1bで信号hj1 (3)s1,p (3)+hj2 (3)s2,p (3)に加算される雑音である。 Here, h ji (3) is transferred from the i-th (i = 1, 2) relay device (relay devices 2-5, 2-6) that transfers signals at the second hop to the j-th ( j = 1,2) represents the impulse response of the transmission path to the antenna (antennas 11-1, 11-2), and n j, p (3) is the signal h j1 (3) s 1, p (3) + h j2 (3) Noise added to s 2, p (3) .
つづいて、本実施の形態の無線通信システムにおける特徴的な動作について説明する。中継装置2−1〜2−6が上述した符号化処理を含んだ信号中継処理を実行することによって、通信装置1bがj番目(j=1,2)のアンテナで受信する受信信号ベクトルrj (3)は次式(34)のように表すことができる。
Subsequently, characteristic operations in the wireless communication system of the present embodiment will be described. When the relay apparatuses 2-1 to 2-6 execute the signal relay process including the encoding process described above, the received signal vector r j received by the
このとき、式(34)の信号ブロックSは、実施の形態1で示した無線通信システムの受信側の通信装置1−2が受信する受信信号ベクトル(式(8)参照)の信号ブロックSと同様に、擬似直交時空間符号と等価の構造を有している。そのため、伝搬路の信号に対する減衰の影響を軽減する効果がある空間ダイバーシチを得られる。そして、受信信号ベクトルrj (3)に対して最尤判定受信などの受信処理を行った場合には、ダーバーシチを得られていない場合と比較して、高信頼性の判定を実施することができる。
At this time, the signal block S of Expression (34) is the same as the signal block S of the received signal vector (see Expression (8)) received by the communication device 1-2 on the reception side of the wireless communication system shown in
なお、本実施の形態で説明した図9の無線通信システムの変形例として、図12に示した構成の無線通信システムが考えられる。図12の無線通信システムは、図9の通信装置1−1および1−2に代えて、受信側と同じ構成の複数(2つ)のアンテナを有する通信装置1b−1を送信側の通信装置として備えている。図12の通信装置1b−1,1b−2の内部構成、および各構成要素の基本動作は図9に示した通信装置1bと同様である(図10など参照)。図12の無線通信システムにおいて、送信側の通信装置1b−1は、アンテナ11−1および11−2のそれぞれから異なるデータ(信号)を送信する。すなわち、図9の無線通信システムとの違いは、複数の通信装置から異なるデータを送信するか、単一の通信装置の複数のアンテナから異なるデータを送信するかだけであり、各中継装置は同じ動作を行うため、受信側の通信装置(1b,1b−2)では同様のダイバーシチ効果を得ることができる。
Note that, as a modification of the wireless communication system of FIG. 9 described in the present embodiment, a wireless communication system having the configuration shown in FIG. 12 is conceivable. The wireless communication system in FIG. 12 replaces the communication apparatuses 1-1 and 1-2 in FIG. 9 with a
また、図12とは異なる変形例として、図13に示した構成の無線通信システムが考えられる。図13の無線通信システムは、図9の1ホップ目の中継装置2−1〜2−3に代えて、複数(4本)のアンテナを有する中継装置2bを備えている。中継装置2bの構成は、たとえば図14に示したものとなり、アンテナ21−1〜21−4と、各アンテナで受信した信号を信号線25−1〜25−4経由で受け取り、受信処理を行う受信部22bと、信号線26経由で受信部22bから受け取った信号を符号化する符号化部24bと、信号線27経由で符号化部24bから受け取った信号に対して送信処理を行う送信部23bとを備える。
Further, as a modified example different from FIG. 12, a wireless communication system having the configuration shown in FIG. 13 is conceivable. The wireless communication system in FIG. 13 includes a relay device 2b having a plurality of (four) antennas instead of the first-hop relay devices 2-1 to 2-3 in FIG. The configuration of the relay device 2b is, for example, as shown in FIG. 14, and the antennas 21-1 to 21-4 and signals received by the respective antennas are received via the signal lines 25-1 to 25-4, and reception processing is performed. A receiving
ここで、符号化部24bでは、図9や図12の中継装置2−1〜2−4の各符号化部24が上記信号rj (1)=[rj,1 (1),rj,2 (1),rj,3 (1),rj,4 (1),rj,5 (1),rj,6 (1),rj,7 (1),rj,8 (1)]T(j=1〜4)に対する符号化と同様の処理を行う。すなわち、符号化部24bでは、図9や図12の1ホップ目の中継装置2−1〜2−4においてそれぞれ行う符号化を、受信アンテナ21−1〜21−4で受信したそれぞれの信号ベクトルに対して行う。符号化を実行して得られたそれぞれの信号ベクトルは、送信部23bで所定の送信処理が実施された後、それぞれ異なるアンテナに伝送され、2ホップ目の中継装置2−5および2−6に向けて送信される。このような構成の無線通信システムにおいても図9の無線通信システムと同様の効果が得られる。
Here, in the
以上のとおり、本実施の形態では、各ホップにおける送受信処理で連携する中継装置の数,アンテナ数が増大した場合にも、それに伴う中継装置内での符号化処理を対応させることで、効果的に空間ダイバーシチが得られることを示した。また、送信される信号ベクトルが複数存在するような、空間多重伝送を行う場合においても先の実施の形態と同様の効果が得られることを示した。また、複数の通信装置,中継装置を同時に動作させる代わりに、複数アンテナを有する通信装置,中継装置を動作させることで、同様の効果が得られることを示した。 As described above, in the present embodiment, even when the number of relay devices and the number of antennas that cooperate in transmission / reception processing at each hop increase, it is effective by making the corresponding encoding processing in the relay device correspond. It was shown that space diversity can be obtained. In addition, it has been shown that the same effect as in the previous embodiment can be obtained even when performing spatial multiplexing transmission in which there are a plurality of signal vectors to be transmitted. Moreover, it was shown that the same effect can be obtained by operating a communication device and a relay device having a plurality of antennas instead of operating a plurality of communication devices and a relay device simultaneously.
このように、本実施の形態の無線通信システムでは、複数の装置またはアンテナから異なる信号(データ)を同時に送信し、それらの信号を複数の中継装置または複数のアンテナ経由で、複数回転送することとし、同時に(同一ホップで)実行する各中継処理においては、受信信号を時空間符号化して転送することとした。また、最終的に信号を受信する受信側の通信装置が、擬似直交時空間符号と等価の構造を有する信号(信号ブロック)を受信するように、各中継処理で符号化を行うこととした。このような場合においても、先の実施の形態の無線通信システムと同様の効果を得ることができる。 As described above, in the wireless communication system according to the present embodiment, different signals (data) are simultaneously transmitted from a plurality of devices or antennas, and these signals are transferred a plurality of times via a plurality of relay devices or a plurality of antennas. In each relay process executed simultaneously (with the same hop), the received signal is space-time encoded and transferred. In addition, encoding is performed in each relay process so that the communication device on the receiving side that finally receives the signal receives a signal (signal block) having a structure equivalent to the pseudo orthogonal space-time code. Even in such a case, the same effect as the wireless communication system of the previous embodiment can be obtained.
実施の形態4.
図15は、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態4の構成例を示す図である。図示したように、本実施の形態の無線通信システムは、送信側の通信装置1bと、受信側の通信装置1と、これらの通信装置の間で信号を中継する複数の中継装置2−1および2−2とで構成される。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a fourth embodiment of the wireless communication system according to the present invention. As illustrated, the wireless communication system according to the present embodiment includes a
複数(2本)のアンテナを備えた通信装置1bの内部構成は実施の形態3で説明した通信装置1b(図10参照)と同様である。ただし、本実施の形態の通信装置1bにおいては、先の実施の形態で説明した1ホップ目の中継装置と同様の符号化処理を実施した上で信号を送信する。本実施の形態では送信部13bで符号化処理を行う場合について説明するが、中継装置と同様に、符号化部を設けてそこで行うようにしてもよい。
The internal configuration of the
また、受信側の通信装置1の内部構成、および各構成要素の基本動作は実施の形態1で説明した各通信装置と同様であり(図2など参照)、中継装置2−1,2−2の内部構成、および各構成要素の基本動作は実施の形態1で説明した各中継装置と同様である(図3など参照)。
The internal configuration of the
本実施の形態では、送信側の通信装置が複数のアンテナを備え、かつデータ伝送時には時空間符号化を行った上で送信を行い、その信号を複数の中継装置が中継を行う無線通信システムについて説明する。なお、実施の形態2と同様に、符号化処理を周波数領域で実行するようにしてもよい。 In the present embodiment, a wireless communication system in which a communication device on a transmission side includes a plurality of antennas, performs transmission after space-time coding at the time of data transmission, and relays the signal by a plurality of relay devices. explain. As in the second embodiment, the encoding process may be executed in the frequency domain.
本実施の形態の無線通信システムにおける信号伝送動作を、図16を用いて説明する。図16は、本実施の形態の無線通信システムにおける信号伝送動作の一例を示すフローチャートであり、図15の通信装置1bから通信装置1への信号伝送動作を示している。本実施の形態の無線通信システムでは、実施の形態1の無線通信システムと同様に、4シンボルを一組の信号ベクトルとして取り扱うものとする。
A signal transmission operation in the wireless communication system of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of a signal transmission operation in the wireless communication system according to the present embodiment, and illustrates a signal transmission operation from the
はじめに、通信装置1bは、信号を生成し送信する(ステップS11c)。具体的には、送信部13bが信号を生成し、信号線14−1,14−2よりアンテナ11−1,11−2へ伝送し、アンテナ11−1,11−2より信号を送信する。このとき、送信部13bでは、ベースバンド信号を生成し、さらに時空間符号化を行うことにより、次式(35)で表される信号(時空間符号化されたベースバンド信号)を生成して、アンテナ11−1,11−2へそれぞれ伝送する。この符号化処理は、実施の形態1の無線通信システムにおいて1ホップ目の各中継装置が実行する符号化処理と同等のものである。
First, the
1ホップ目で信号を受信するj番目(j=1,2)の中継装置(中継装置2−1,2−2)は、通信装置1bの各アンテナから送信された信号をそれぞれ受信する(ステップS31)。具体的には、中継装置2−1および2−2では、アンテナ21より信号を受信し、その信号は信号線25経由で受信部22へ伝送される。受信部22は、受け取った信号に対して所定の受信処理を実行し、ベースバンド信号である受信信号ベクトルrj (1)=[rj,1 (1),rj,2 (1),rj,3 (1),rj,4 (1)]Tを得る。各受信信号rj,p (1)(p=1〜4)は、次式(36)のように与えられる。
The j-th (j = 1, 2) relay devices (relay devices 2-1 and 2-2) that receive signals at the first hop receive signals transmitted from the respective antennas of the
ここで、hji (1)は、通信装置1bのi番目(i=1,2)のアンテナ(アンテナ11−1,11−2)からj番目(j=1,2)の中継装置(中継装置2−1,2−2)までの伝送路のインパルス応答を表す。また、nj,p (1)は、j番目の中継装置で信号hj1 (1)s1,p (1)+hj2 (1)s2,p (1)に加算される雑音である。得られた上記式(36)の信号は信号線26経由で、符号化部24へ伝送され、符号化部24では符号化を実施する(ステップS32)。
Here, h ji (1) is the j-th (j = 1, 2) relay device (relay) from the i-th (i = 1, 2) antenna (antenna 11-1, 11-2) of the
ステップS32で実行する符号化処理について詳しく説明する。 The encoding process executed in step S32 will be described in detail.
中継装置2−1の符号化部24では、受信部22から入力されるr1 (1)=[r1,1 (1),r1,2 (1),r1,3 (1),r1,4 (1)]Tに対して符号化を行い、次式(37)で示される送信信号ベクトルs1 (2)を得る。
In the
また、中継装置2−2の符号化部24では、受信部22から入力されるr2 (1)=[r2,1 (1),r2,2 (1),r2,3 (1),r2,4 (1)]Tに対して符号化を行い、次式(38)で示される送信信号ベクトルs2 (2)を得る。
Further, in the
ここで、中継装置2−1および2−2の符号化部24では、上記2つの入力信号ベクトル(r1 (2),r2 (2))に対して2シンボルを単位とする時空間符号化が実施された場合と同等の信号ベクトルをそれぞれ生成する。すなわち、各中継装置のそれぞれの符号化部24が連携して、2シンボルを単位とする時空間符号化を行う。このように、送信側の通信装置1bで実行する時空間符号化と同時に中継を行う各中継装置で実行する時空間符号化とで符号化の処理対象の範囲(実行単位)を変化させることが、本実施の形態の無線通信システムにおける特徴である。これにより、各中継装置は、通信装置1bから送信された各信号の直交性を維持しながら受信側の通信装置1へ信号を中継伝送できる。なお、各符号化部24での符号化処理で乗算される係数(1/√2)は、先の実施の形態で説明した符号化処理と同様に、同時に中継を行う各中継装置からの総送信電力の正規化を目的とするものである。
Here, in the
中継装置2−1および2−2の符号化部24が符号化を実行して得られたそれぞれの送信信号si (2)=[si,1 (2),si,2 (2),si,3 (2),si,4 (2)]T(i=1,2)は、信号線27経由で送信部23へ伝送され、送信部23で送信処理が行われた後、信号線25およびアンテナ21を経由して送信される(ステップS33)。
Respective transmission signals s i (2) = [s i, 1 (2) , s i, 2 (2) obtained by encoding by the
そして、受信側の通信装置である通信装置1が、上記ステップS33で送信された信号、すなわち1ホップ目の中継装置2−1,2−2からそれぞれ送信された信号を受信する(ステップS18c)。
And the
このステップS18cにおける通信装置1の動作をより詳細に説明すると、この通信装置1では、アンテナ11で受信した信号が信号線14経由で受信部12へ伝送される。受信部12は、アンテナ11から受け取った信号に対して所定の受信処理を実行し、ベースバンド信号である受信信号ベクトルr1 (2)=[r1,1 (2),r1,2 (2),r1,3 (2),r1,4 (2)]Tを得る。各受信信号r1,p (2)(p=1〜4)は、次式(39)のように与えられる。
The operation of the
ここで、hji (2)は、信号を転送するi番目(i=1,2)の中継装置(中継装置2−1,2−2)から、通信装置1までの伝送路のインパルス応答を表し、nj,p (2)は、通信装置1で信号hj1 (2)s1,p (2)+hj2 (2)s2,p (2)に加算される雑音である。
Here, h ji (2) represents the impulse response of the transmission path from the i-th (i = 1, 2) relay device (relay devices 2-1 and 2-2) that transfers signals to the
つづいて、本実施の形態の無線通信システムにおける特徴的な動作について説明する。送信側の通信装置1bが上述した符号化処理(実施の形態1の1ホップ目の各中継装置が実行する符号化処理と同等の処理)を含んだ信号送信処理を実行し、さらに中継装置2−1および2−2が上述した符号化処理を含んだ信号中継処理を実行することによって、受信側の通信装置1が受信する受信信号ベクトルr1 (2)は次式(40)のように表すことができる。
Subsequently, characteristic operations in the wireless communication system of the present embodiment will be described. The
このとき、式(40)の信号ブロックSは、実施の形態1で示した無線通信システムの受信側の通信装置1−2が受信する受信信号ベクトル(式(8)参照)の信号ブロックSと同様に、擬似直交時空間符号と等価の構造を有している。そのため、伝搬路の信号に対する減衰の影響を軽減する効果がある空間ダイバーシチを得られる。そして、受信信号ベクトルr1 (2)に対して最尤判定受信などの受信処理を行った場合には、ダーバーシチを得られていない場合と比較して、高信頼性の判定を実施することができる。
At this time, the signal block S of Expression (40) is the same as the signal block S of the received signal vector (see Expression (8)) received by the communication device 1-2 on the reception side of the wireless communication system shown in
なお、本実施の形態では、送信装置1bが時空間符号化を行った信号を送信する場合について説明を行ったが、空間周波数符号化(SFBC:Space-Frequency Block Coding)を行うようにしてもよい。また、中継装置による信号中継回数が1回(1ホップ)の場合の例について説明したが、上記実施の形態1の無線通信システムを上記実施の形態2の無線通信システムに拡張する場合と同様の手法により、信号中継回数を2回以上に拡張することが可能である。
In the present embodiment, a case has been described in which the
このように、本実施の形態では、送信元の通信装置である、複数のアンテナを備えた通信装置1bは、時空間符号化が行われた信号を送信し、通信装置1bから送信された信号を中継する各中継装置は、連携動作を行い、通信装置1bにおける符号化処理とは異なる単位での時空間符号化を行うこととした。このような構成の無線通信システムにおいても、実施の形態1〜3と同様の効果を得ることができ、通信品質を向上できる。また、各中継装置では信号を分離する処理が不要となるので、装置の増大化や処理の複雑化を防止できる。
As described above, in the present embodiment, the
以上のように、本発明は、送信側の通信装置と受信側の通信装置が直接通信できない場合に、これらの通信装置の間で中継装置が信号を中継伝送する無線通信システムとして有用であり、特に、中継装置の増大化を防止しつつ高品質な通信を提供する無線通信システムに適している。 As described above, the present invention is useful as a wireless communication system in which a relay device relays a signal between these communication devices when the communication device on the transmission side and the communication device on the reception side cannot communicate directly, In particular, it is suitable for a wireless communication system that provides high-quality communication while preventing an increase in the number of relay devices.
1,1a,1b,1−1,1a−1,1−2,1a−2,1b−1,1b−2 無線通信装置(通信装置)
2,2a,2b,2−1〜2−4,2a−1〜2a−6 無線通信中継装置(中継装置)
11,11−1,11−2〜11−4,21,21−1〜21−4 アンテナ
12,12a,12b,22,22a,22b 受信部
13,13a,13b,23,23a,23b 送信部
14,25,26,27,14−1,14−2,25−1〜25−4 信号線
24,24a 符号化部
1, 1a, 1b, 1-1, 1a-1, 1-2, 1a-2, 1b-1, 1b-2 Wireless communication apparatus (communication apparatus)
2, 2a, 2b, 2-1 to 2-4, 2a-1 to 2a-6 Wireless communication relay device (relay device)
11, 11-1, 11-2 to 11-4, 21, 21-1 to 21-4
Claims (7)
前記複数の無線通信中継装置の各々は、受信信号を中継する際、他の無線通信中継装置と連携し、前記第2の無線通信装置で空間ダイバーシチが得られるように、n回目(n:正の整数)の中継を行う無線通信中継装置は、n回目以外の中継を行う他の無線通信中継装置とは異なるシンボル数単位で、受信信号を時空間符号化、空間周波数符号化、時間上での並べ替え、または周波数上での並べ替えを行う
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system for relaying a signal transmitted from a first wireless communication device by a plurality of wireless communication relay devices and transmitting the signal to a second wireless communication device,
Each of the plurality of wireless communication relay devices cooperates with another wireless communication relay device when relaying a received signal, and the second wireless communication device obtains space diversity at the nth time (n: normal The wireless communication relay apparatus that relays the received signal in space-time coding, space-frequency coding, and time in units of symbols different from those of other wireless communication relay apparatuses that perform relays other than the nth time. A wireless communication system characterized by rearranging or rearranging on the frequency .
前記複数の無線通信装置の各々は、それぞれ異なる信号を送信する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 The first wireless communication device includes a plurality of wireless communication devices,
The wireless communication system according to claim 1, wherein each of the plurality of wireless communication devices transmits a different signal.
前記第1の無線通信装置は、各アンテナからそれぞれ異なる信号を送信する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 The first wireless communication device includes a plurality of antennas;
The first wireless communication apparatus, a wireless communication system according to claim 1, characterized by transmitting a different signal from each antenna.
ことを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。 The first wireless communication device performs space-time coding or space-frequency coding in a different number of symbols from the plurality of wireless communication relay devices, and transmits a signal obtained as a result thereof. Item 4. The wireless communication system according to Item 3 .
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の無線通信システム。 The wireless communication system according to any one of claims 1 to 4 , wherein the second wireless communication device includes a plurality of antennas.
受信信号を転送する際、他の無線通信中継装置と連携し、前記第2の無線通信装置で空間ダイバーシチが得られるように、自身がn回目(n:正の整数)の中継を行う場合、n回目以外の中継を行う他の無線通信中継装置とは異なるシンボル数単位で、受信信号を時空間符号化、空間周波数符号化、時間上での並べ替え、または周波数上での並べ替えを行う
ことを特徴とする無線通信中継装置。 The wireless communication relay device in a wireless communication system that relays a signal transmitted from a first wireless communication device by a plurality of wireless communication relay devices and transmits the signal to a second wireless communication device,
When transferring a received signal, when performing relay for the nth time (n: positive integer) so that space diversity can be obtained in the second wireless communication device in cooperation with another wireless communication relay device , Performs space-time coding, space-frequency coding, time reordering, or frequency reordering of received signals in a different number of symbols from other wireless communication repeaters that perform relays other than the nth time A wireless communication relay device.
前記第1の無線通信装置における符号化処理とは異なるシンボル数単位で受信信号の符号化を行う
ことを特徴とする請求項6に記載の無線通信中継装置。 When the first wireless communication apparatus includes a plurality of antennas and transmits a signal on which space-time coding or space-frequency coding is performed,
The radio communication relay apparatus according to claim 6 , wherein the reception signal is encoded in a unit of a number of symbols different from the encoding process in the first radio communication apparatus.
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